GeH分子電子態的理論研究

徐林軒，劉鑫鵬，羅 旺，李 瑞

(齊齊哈爾大學 理學院，黑龍江 齊齊哈爾 161006)

GeH分子的光譜性質在半導體薄膜工業中應用非常廣泛，所以多年來一直受到人們的廣泛關注。研究者使用脈沖KrF(248nm)的準分子激光對GeH4進行光解[1，2]，從而通過化學氣相沉積來生長半導體薄膜。現有的實驗研究表明，中間基團GeH、GeH2和GeH3可能影響Ge薄膜形成的反應動力學[2]。GeHn的熱化學研究可以為理解Ge薄膜生長中的光解過程提供有用的信息[3]。在先前的實驗工作中，對GeH的光譜進行了很好的研究，尤其是對于低能電子態。GeH的可見和近紫外能譜是由Kleman和Werhagen首次觀察到的[4，5]，確定了a4Σ-的絕熱躍遷能(16 747 cm-1)、轉動常數(6.765 4 cm-1)和平衡核間距(1.583 4?)。同時，Barrow等人[6]觀察到另一個紫外線譜帶系統。Klynning等人[7]通過譜帶進行轉動分析，推導出了A2Δ態的垂直激發能(25 454 cm-1)。在90年代初，研究人員通過不同的實驗方法測量了GeH分子的基態X2Π的紅外光譜，并基于實驗光譜中得到X2Π態的光譜參數[8-11]。Erman等人[12]對X2Π和A2Δ態進行理論研究，得到勢能曲線，并報道了A2Δ-X2Π的躍遷偶極矩和Franck-Condon因子。

本文將對GeH分子的最低三個解離極限對應的8個Λ-S態的光譜性質開展理論研究。給出了解離極限與電子態的對應關系和解離極限之間的能量差，計算了束縛Λ-S態的光譜常數并列出了主要電子組態及其所占比重。最后給出幾個束縛態X2Π、a4Σ-、A2Δ和22Σ+的振動能級信息和激發態躍遷到基態的Franck-Condon因子，為后續進一步實驗研究提供理論參考。

1 計算方法

在本工作中，關于電子結構的計算研究是應用量子化學計算程序包Molpro2010[13]中開展。……